地心歷險(xiǎn)記-04-暴風(fēng)雨_W

1、 樂創(chuàng)教育產(chǎn)品研發(fā)培訓(xùn)部暴風(fēng)雨目標(biāo)情感目標(biāo)通過總結(jié)發(fā)現(xiàn)自然天氣現(xiàn)象推測(cè)出可能引發(fā)的問題并提出解決辦法認(rèn)知目標(biāo)認(rèn)識(shí)復(fù)式杠桿和四邊形結(jié)構(gòu)在生活中的應(yīng)用技能目標(biāo)掌握減速省力的原理和四邊形不穩(wěn)定性原理重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)認(rèn)識(shí)復(fù)式杠桿和四邊形結(jié)構(gòu)在生活中的應(yīng)用難點(diǎn)掌握減速省力的原理和四邊形不穩(wěn)定性原理材料學(xué)生材料 EV3 教育版套裝一套教師材料 LEGO 人仔等活動(dòng)過程我們回到了之前的山洞里面，突然下了一場(chǎng)大暴雨，將山洞里面很多地方的都給淹沒了， 我們站在了高處躲過了這次。我們還需要在這個(gè)地方待一陣子來研究下一步的方案和計(jì)劃，這個(gè)山洞的天花板上邊有許多漏水的地方，我們需要將其給堵住，但是天花板距離我們比較高，

2、我們?cè)撊绾紊先?，這是一個(gè)大問題，我們需要盡快提出解決方案。 我們可以試想下在生活中有哪些是可以給高處物體進(jìn)行作業(yè)的結(jié)構(gòu)模型，比如修復(fù)路燈的車輛。 靈感構(gòu)思 結(jié)構(gòu)分析：1.2.3.4.5.我們需要設(shè)計(jì)一個(gè)能夠自動(dòng)升降的載人裝置； 這個(gè)自動(dòng)載人裝置需要做到速度比較慢而且能夠省力； 還需要設(shè)計(jì)一個(gè)能夠支撐的裝置，保證載人裝置能夠正常完成任務(wù)； 我們可以利用蝸輪減速裝置或者齒輪減速裝置來達(dá)到減速和省力的目的； 我們可以利用四邊形的原理來設(shè)計(jì)支撐架，這里還會(huì)需要用到復(fù)式杠桿。任務(wù)難度等級(jí)：主題引入 樂創(chuàng)教育產(chǎn)品研發(fā)培訓(xùn)部1.2.3.4.設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的升降裝置，升降裝置上能放置人仔進(jìn)行模擬修復(fù)任務(wù)； 設(shè)計(jì)

3、一個(gè)能夠減速省力的裝置，進(jìn)行修復(fù)任務(wù)，教參參考這種任務(wù)模式； 模型不僅具備第二條的要求，而且還需要能夠進(jìn)行 360 旋轉(zhuǎn)； 模型不僅要求具備第三條的任務(wù)要求，而且還要求能夠自由移動(dòng)前進(jìn)后對(duì)，這需要進(jìn)行合作，一個(gè)模型設(shè)計(jì)第三條的任務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)模型設(shè)計(jì)運(yùn)載裝置跨越自由運(yùn)載第三個(gè)任務(wù)要求的模型。 初步搭建 搭建參考：1.首先我們需要設(shè)計(jì)一個(gè)減速省力裝置，利用兩個(gè)大型電機(jī)設(shè)計(jì)對(duì)稱結(jié)構(gòu)，參考設(shè)計(jì)如下：注：兩個(gè)對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，中間利用 2#軸連接器進(jìn)行連接，圖片的軸分別為 6#和 7#單位。 注：利用 5*7 框架將兩者連接固定，需要注意的地方是兩根 3*7 厚連桿的方向應(yīng)該一致。 2.現(xiàn)在開始設(shè)計(jì)復(fù)式杠桿結(jié)

4、構(gòu)和其中的一部分支撐架結(jié)構(gòu)，參考設(shè)計(jì)如下： 注：這里利用了 4 跟 15 孔圓梁，同 3*7 厚連桿固定連接的為輪軸連接銷（非摩擦，米黃色）。 注：將 3*5 直角厚連桿固定在對(duì)稱的減速省力裝置上。 樂創(chuàng)教育產(chǎn)品研發(fā)培訓(xùn)部3.連接臂膀的設(shè)計(jì)，我們需要完善一個(gè)四邊形結(jié)構(gòu)，這樣形成升降結(jié)構(gòu)，參考設(shè)計(jì)如下：注：這為四邊形結(jié)構(gòu)一條邊的初步結(jié)構(gòu)。注：這是一個(gè)連接結(jié)構(gòu)，圖中的帶軸套銷子（紅色）和小滑輪的作用下文會(huì)說明。注：將兩者固定連接在一起。注：將連接臂膀同模型進(jìn)行連接固定，圖中紅圈地方為滑銷固定。圖中黃色的 3 孔圓梁的傾斜角度不能大于固定在其中間孔的 15 孔圓梁的傾斜角度，否則這個(gè)四邊形結(jié)構(gòu)將變成

5、一個(gè)凹四邊形，當(dāng)升降模型降落時(shí)，大型電機(jī)幾乎不可能將四邊形支撐起來，圖中帶軸套的銷子 （紅色）就是起到一種保護(hù)作用，其緣由在于受力點(diǎn)和力臂力矩的關(guān)系。 5.現(xiàn)在需要設(shè)計(jì)模擬載人裝置，參考設(shè)計(jì)如下： 注：這里利用了 5 個(gè) 5*7 框架設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)單的模擬載人裝置，僅供參考。 樂創(chuàng)教育產(chǎn)品研發(fā)培訓(xùn)部注：將模擬載人裝置固定在支撐架上，同時(shí)準(zhǔn)備好超聲波傳感器和顏色傳感器。注：將超聲波傳感器和顏色傳感器固定在支撐架上，模型在降落的時(shí)候以超聲波傳感器檢測(cè)到距離地面的距離作為觸發(fā)條件電機(jī)執(zhí)行停止動(dòng)作，在升起的時(shí)候以顏色傳感器檢測(cè)到支撐架白色顏色的時(shí)候作為觸發(fā)條件執(zhí)行電機(jī)停止動(dòng)作。 6.最后我們需要固定基座

6、和 EV3 程序塊，參考設(shè)計(jì)如下： 注：將倆電機(jī)后端進(jìn)行連接固定。注：將 EV3 程序塊進(jìn)行固定，注意保持重心，可以先將升降裝置降落。 注：將基座固定好，保持整體模型的平衡性。 樂創(chuàng)教育產(chǎn)品研發(fā)培訓(xùn)部注：可以再基座上固定輪胎，這樣增強(qiáng)與地面的摩擦力，保持平衡。7.整個(gè)模型設(shè)計(jì)參考如下： 程序分析： 程序較為簡(jiǎn)單，模型默認(rèn)狀態(tài)為模擬載人裝置先靠近地面，然后等待某個(gè)觸發(fā)條件，升降裝置升起，當(dāng)顏色傳感器檢測(cè)到白色的時(shí)候，停止升起。同樣，當(dāng)?shù)却硗庖粋€(gè)觸發(fā)條件，升降裝置降落，當(dāng)超聲波傳感器檢測(cè)到距離地面小于 4cm 的時(shí)候，停止降落。（在本教參中，支撐架中的帶軸套的銷子起到的防止四邊形變?yōu)榘妓倪呅蔚淖?/p>

7、用極小，主要因?yàn)樘砑?倆傳感器，并且程序設(shè)計(jì)剛好的緣故。） 注：等待程序塊上鍵被按下，則執(zhí)行升起動(dòng)作，當(dāng)顏色傳感器檢測(cè)到白色的時(shí)候則停止。注：等待程序塊下鍵被按下，則執(zhí)行降落動(dòng)作，當(dāng)超聲波傳感器檢測(cè)距離地面小于 4cm 的時(shí)候則停止。兩個(gè)程序?yàn)椴⒘谐绦?，整個(gè)程序較為簡(jiǎn)單，注意功率的正負(fù)值，參考如下： 樂創(chuàng)教育產(chǎn)品研發(fā)培訓(xùn)部附：其他參考程序如下：注：這為控制升起的程序。注：這為控制降落的程序，請(qǐng)注意功率的正負(fù)。反思提高 反思部分：1. 程序設(shè)計(jì)的時(shí)候注意功率的大小及正負(fù)值，暨順指針還是逆時(shí)針； 2. 圖中的黃色 3 孔圓梁和帶軸套的銷子建議安裝，如果四邊形的四邊不一樣長； 3. 設(shè)計(jì)的四邊形建議

8、以平行四邊形為最佳； 4. 模型需要注意保持平衡設(shè)計(jì)。提高部分：1. 如果通過其他傳感器作為觸發(fā)條件，如何控制升降，程序應(yīng)該如何設(shè)計(jì)； 2. 中型電機(jī)能夠帶動(dòng)整個(gè)升降裝置進(jìn)行升降，如果不可能，為什么； 3. 如何設(shè)計(jì)一個(gè)能夠讓模型 360 度旋轉(zhuǎn)的裝置，暨任務(wù)三提出的要求，教參這里提供搭建參考： 注：如果設(shè)計(jì)了這個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)，則基座應(yīng)該固定在轉(zhuǎn)動(dòng)裝置下面固定，注意中型電機(jī)能否順利帶 動(dòng)轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)。 樂創(chuàng)教育產(chǎn)品研發(fā)培訓(xùn)部來試試自己的升降裝置，比比看誰的順利，誰的更高，誰的更穩(wěn)定，放置人仔的時(shí)候， 跨越給模擬載人裝置底部安裝一些固定板，防止人仔掉下。 知識(shí)小結(jié)四邊形省力減速復(fù)式杠桿活動(dòng)評(píng)價(jià)閱讀材料復(fù)式杠桿是一組連合在一起的杠桿，前一個(gè)杠桿的阻力點(diǎn)會(huì)緊接地成為后一個(gè)杠桿的動(dòng)力點(diǎn)。幾乎所有的磅秤都會(huì)應(yīng)用到一種復(fù)式杠